JPH09127333A - Diffraction grating type polarizing plate - Google Patents

Diffraction grating type polarizing plate

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JPH09127333A
JPH09127333A JP28349495A JP28349495A JPH09127333A JP H09127333 A JPH09127333 A JP H09127333A JP 28349495 A JP28349495 A JP 28349495A JP 28349495 A JP28349495 A JP 28349495A JP H09127333 A JPH09127333 A JP H09127333A
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JP
Japan
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diffraction grating
polarizing plate
type polarizing
light
grooves
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JP28349495A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Yamazaki
健 山崎
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09127333A publication Critical patent/JPH09127333A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an inexpensive diffraction grating type polarizing plate having resistance against dust and to increase the latitude for designing by joining an optical element with an adhesive on the lattice plane of a double refraction diffraction grating. SOLUTION: This diffraction grating type polarizing plate 1 is produced by forming periodical grooves (diffraction grating) 3 on the surface of a crystal substrate 2 having optical anisotropy and joining an optical element 5 with an adhesive to the surface of the substrate 2 where the grooves 3 are formed. As for the crystal substrate 2, for example, a rutile (TiO2 ) having the optical axis in the y-axis direction may be used and grooves 3 are formed along the x-axis. In this case, by selecting the refractive index of the adhesive 4 and depth d of the periodical grooves 3 to satisfy the phase conditions, the light which enters the grating can be divided into two polarized light components perpendicular to each other. Thus, a dielectric material for phase compensation conventionally used is not necessary. Therefore, the diffraction grating type polarizing plate 1 can be produced at a low cost.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザを
利用した各種の光学機器に使用可能な複屈折偏光板、特
に、偏光方向によって回折効率が異なる回折格子型偏光
板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a birefringent polarizing plate that can be used in various optical devices using a semiconductor laser, and more particularly to a diffraction grating type polarizing plate having different diffraction efficiency depending on the polarization direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】回折格子型偏光板は、従来の種々の構成
のものが提案されている。例えば、特開昭63−555
01号公報には、図5に示すように、x軸方向に結晶軸
を有するニオブ酸リチウム結晶板11に、z軸方向に周
期を有するイオン交換領域と非イオン交換領域とで構成
される格子12を形成したものが開示されている。この
ように、ニオブ酸リチウムにプロトンイオン交換を施す
と、常光線に対する屈折率noは変化せず、異常光線に
対する屈折率neは0.13程度上昇して、ほぼne〜
noとなる。
2. Description of the Related Art Various conventional diffraction grating type polarizing plates have been proposed. For example, JP-A-63-555
In Japanese Patent Laid-Open No. 01-001, as shown in FIG. 5, a lithium niobate crystal plate 11 having a crystal axis in the x-axis direction has a lattice composed of an ion exchange region and a non-ion exchange region having a cycle in the z-axis direction. What formed 12 is disclosed. Thus, when lithium niobate is subjected to proton ion exchange, the refractive index no with respect to ordinary rays does not change, and the refractive index ne with respect to extraordinary rays rises by about 0.13, and is approximately ne-.
No.

【0003】したがって、入射光13のy軸方向に振動
する偏光成分すなわち常光成分に対しては、イオン交換
による格子12が形成されていても、面内においては屈
折率が一様で、光学的回折格子の効果がないので、0次
光14として結晶板11を直進透過することになる。こ
れに対し、入射光13のz軸方向に振動する偏光成分す
なわち異常光成分に対しては、屈折率が、格子12のプ
ロトンイオン交換領域ではne+0.13、非交換領域
ではneと周期的に異なるので、回折光15および16
となって結晶板11から放射されることになる。
Therefore, the polarization component of the incident light 13 oscillating in the y-axis direction, that is, the ordinary component, has a uniform refractive index in the plane even if the grating 12 is formed by ion exchange, and the optical component is optical. Since there is no effect of the diffraction grating, the 0th-order light 14 is transmitted straight through the crystal plate 11. On the other hand, with respect to the polarized light component vibrating in the z-axis direction of the incident light 13, that is, the extraordinary light component, the refractive index is periodically neg + 0.13 in the proton ion exchange region of the grating 12 and ne in the non-exchange region. Diffracted light 15 and 16
And is emitted from the crystal plate 11.

【0004】このように、この偏光板を用いれば、入射
光13を0次回折光および±1次回折光に分離すること
ができ、これにより直行する偏光成分を分離することが
できる。また、この偏光板は、ニオブ酸リチウム結晶板
11に、イオン交換領域および非イオン交換領域よりな
る格子12を形成するようにしているので、薄型で、か
つ小型にできると共に、ニオブ酸リチウム結晶ウエハー
を素材として作成することができるので、バッチ処理に
より大量かつ安価にできる利点がある。
As described above, by using this polarizing plate, the incident light 13 can be separated into the 0th-order diffracted light and the ± 1st-order diffracted light, and thus the orthogonal polarization component can be separated. Further, since the polarizing plate is formed with the lattice 12 composed of the ion-exchange region and the non-ion-exchange region on the lithium niobate crystal plate 11, it can be made thin and small, and the lithium niobate crystal wafer can be formed. Since it can be produced as a raw material, there is an advantage that it can be mass-produced at low cost by batch processing.

【0005】また、特開昭63−247941号公報に
は、図6に示すような回折格子型偏光板が開示されてい
る。この回折格子型偏光板は、屈折率異方性を有する異
方性板17にグレーティング溝を形成し、この溝に、光
学軸18の方向の屈折率がneまたはそれと直交する方
向の屈折率がnoの充填材料19を充填したもので、こ
れにより光学軸18と直行する偏光成分または平行な成
分を回折光として分離するようにしている。この偏光板
によれば、異方性板17にグレーティング溝を形成し、
その溝に充填材料19を充填するようにしているので、
小型にできる利点がある。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 63-247941 discloses a diffraction grating type polarizing plate as shown in FIG. In this diffraction grating type polarizing plate, a grating groove is formed in an anisotropic plate 17 having a refractive index anisotropy, and in this groove, a refractive index in the direction of the optical axis 18 is ne or a refractive index in the direction orthogonal thereto is ne. No filling material 19 is filled, so that a polarized light component or a parallel component orthogonal to the optical axis 18 is separated as diffracted light. According to this polarizing plate, the grating groove is formed in the anisotropic plate 17,
Since the groove is filled with the filling material 19,
It has the advantage of being compact.

【0006】さらに、特開昭63−314502号公報
には、図7および図8に示すような回折格子型偏光板が
開示されている。この回折格子型偏光板は、図5に示し
た偏光板において、ニオブ酸リチウム結晶板21の格子
22を透過する際に、イオン交換領域23で受ける常光
成分の位相変化を相殺するために、図7では、イオン交
換領域23以外の領域の表面のみを所望の深さだけエッ
チングし、また、図8では、イオン交換領域23の表面
のみに所望の厚さの誘電体24を設けたものである。か
かる偏光板によれば、イオン交換領域23で受ける常光
成分の位相変化を相殺することができるので、常光を理
論的に、100%、0次光として透過することができ、
したがって効率よく偏光分離することができる利点があ
る。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 63-314502 discloses a diffraction grating type polarizing plate as shown in FIGS. 7 and 8. This diffraction grating type polarizing plate is provided in the polarizing plate shown in FIG. 5 in order to cancel the phase change of the ordinary component received by the ion exchange region 23 when transmitting through the grating 22 of the lithium niobate crystal plate 21. In FIG. 7, only the surface of the region other than the ion exchange region 23 is etched to a desired depth, and in FIG. 8, only the surface of the ion exchange region 23 is provided with the dielectric 24 having a desired thickness. . According to such a polarizing plate, it is possible to cancel the phase change of the ordinary light component received in the ion exchange region 23, so that the ordinary light can theoretically be transmitted as 100% as 0th order light.
Therefore, there is an advantage that polarized light can be efficiently separated.

【0007】また、他の従来の回折格子型偏光板とし
て、特開平2−156205号公報には、図9および図
10に示すようなものが開示されている。この偏光板
は、ニオブ酸リチウムの結晶基板25に、周期的に溝2
6を形成し、この溝26に誘電体27を充填するように
したものである。かかる偏光板によれば、溝26の深さ
を変化させることにより、溝26の凸部を透過するとき
の常光、異常光間で生じる位相差を制御でき、また、誘
電体27の充填量、すなわち厚さを変化させることによ
り、溝27の凹凸部で生じる常光、異常光間の位相差を
制御できるので、自由度が増え、所望の偏光特性を容易
に得ることができる利点がある。
Further, as another conventional diffraction grating type polarizing plate, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-156205 discloses the one as shown in FIGS. 9 and 10. This polarizing plate is formed by periodically arranging grooves 2 on a crystal substrate 25 of lithium niobate.
6 is formed, and the groove 26 is filled with the dielectric 27. According to such a polarizing plate, by changing the depth of the groove 26, it is possible to control the phase difference generated between the ordinary light and the extraordinary light when passing through the convex portion of the groove 26, and the filling amount of the dielectric 27, That is, by changing the thickness, the phase difference between the ordinary light and the extraordinary light generated in the concave and convex portion of the groove 27 can be controlled, so that the degree of freedom can be increased and desired polarization characteristics can be easily obtained.

【0008】さらに他の従来の回折型偏光板として、特
開平7−92319号公報には、図11および図12に
示すような回折格子型偏光板が開示されている。図11
に示す偏光板は、複屈折基板31にイオンエッチングに
より凹凸(グレーティング)を形成して、その凹部に複
屈折基板31の異常光の屈折率とほぼ等しい屈折率を有
する樹脂32を充填し、さらにグレーティング面上に、
モールド等により成形したフレネルゾーンプレート33
を設けたものである。
As still another conventional diffraction type polarizing plate, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-92319 discloses a diffraction grating type polarizing plate as shown in FIGS. FIG.
In the polarizing plate shown in (1), unevenness (grating) is formed on the birefringent substrate 31 by ion etching, and the concave portion is filled with a resin 32 having a refractive index substantially equal to the refractive index of extraordinary light of the birefringent substrate 31. On the grating surface,
Fresnel zone plate 33 formed by molding or the like
Is provided.

【0009】かかる偏光板によれば、エッチングの凹部
に複屈折基板31の異常光の屈折率とほぼ等しい樹脂3
2を充填しているので、凹凸部に対して常光は回折さ
れ、異常光は回折されないことになる。したがって、こ
の現象を利用することにより、入射光を互いに偏光方向
が直交する成分に偏光分離することができる。また、グ
レーティング面上にフレネルゾーンプレート33を設け
ているので、レンズ効果を得ることができる利点があ
る。
According to such a polarizing plate, the resin 3 in which the refractive index of extraordinary light of the birefringent substrate 31 is substantially equal to the concave portion of the etching.
Since 2 is filled, the ordinary light is diffracted to the uneven portion, and the extraordinary light is not diffracted. Therefore, by utilizing this phenomenon, incident light can be polarized and separated into components whose polarization directions are orthogonal to each other. Further, since the Fresnel zone plate 33 is provided on the grating surface, there is an advantage that the lens effect can be obtained.

【0010】また、図12に示す偏光板は、複屈折基板
31としてニオブ酸リチウム(LiNbO3 )を用い、
その一方の面上にプロトン交換によりグレーティング3
4を形成してその上に位相補償膜35を設け、さらに位
相補償膜35を設けたグレーティング面上に、図11と
同様に、フレネルゾーンプレート33を設けたものであ
る。かかる偏光板においても、図11と同様の効果が得
られる利点がある。
The polarizing plate shown in FIG. 12 uses lithium niobate (LiNbO 3 ) as the birefringent substrate 31,
Grating 3 on one surface by proton exchange
4 is formed, a phase compensation film 35 is provided thereon, and a Fresnel zone plate 33 is provided on the grating surface provided with the phase compensation film 35, as in FIG. Even in such a polarizing plate, there is an advantage that the same effect as in FIG. 11 can be obtained.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5、
図6および図11に示した偏光板にあっては、イオン交
換部と非交換部との間、あるいは、結晶部と充填材部と
の間で生じる位相差を制御することができないため、設
計の自由度が狭いという問題がある。これに対し、図
7、図8、図9、図10、図12に示した偏光板は、イ
オン交換部と非交換部との間、あるいは、結晶部と充填
材部との間で生じる位相差を制御することができるの
で、設計の自由度が広いという利点があるが、他方で
は、エッチング処理や、誘電体作製のプロセスが付加さ
れることになるため、コストアップになるという問題が
ある。また、図5〜図10に示した偏光板は、回折格子
面が露出しているため、回折格子を構成する小さなピッ
チの溝に埃等が付着して、性能が劣化するという問題も
ある。
However, FIG.
In the polarizing plates shown in FIGS. 6 and 11, it is impossible to control the phase difference generated between the ion exchange part and the non-exchange part or between the crystal part and the filler part. There is a problem that the degree of freedom is small. On the other hand, the polarizing plates shown in FIGS. 7, 8, 9, 10, and 12 are the positions generated between the ion exchange part and the non-exchange part, or between the crystal part and the filler part. Since the phase difference can be controlled, there is an advantage that the degree of freedom in design is wide, but on the other hand, there is a problem that cost is increased because an etching process and a process for producing a dielectric are added. . In addition, since the diffraction grating surface is exposed in the polarizing plates shown in FIGS. 5 to 10, there is a problem that dust or the like adheres to the grooves having a small pitch forming the diffraction grating to deteriorate the performance.

【0012】この発明は、上述した種々の問題点に着目
してなされたもので、安価で埃に強く、しかも設計の自
由度が広い回折格子型偏光板を提供することを目的とす
るものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems, and an object thereof is to provide a diffraction grating type polarizing plate which is inexpensive, resistant to dust, and has a wide degree of freedom in design. is there.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明の回折格子型偏光板は、光学的異方性を
持つ結晶基板上に周期的に溝を形成してなる複屈折回折
格子と、その回折格子面に接着剤を介して接合した光学
素子とを有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the diffraction grating type polarizing plate of the first invention is a birefringent device in which grooves are periodically formed on a crystal substrate having optical anisotropy. It is characterized by having a diffraction grating and an optical element bonded to the diffraction grating surface via an adhesive.

【0014】さらに、第2の発明の回折格子型偏光板
は、光学的異方性を持つ結晶基板上に周期的に溝を形成
してなる複屈折回折格子と、その溝部を充填するように
回折格子面に設けた光学素子とを有することを特徴とす
るものである。
Further, the diffraction grating type polarizing plate of the second invention is such that a birefringent diffraction grating in which grooves are periodically formed on a crystal substrate having optical anisotropy and the grooves are filled. It is characterized by having an optical element provided on a diffraction grating surface.

【0015】上記第1および第2の発明において、前記
複屈折回折格子は、複屈折ホログラムをもって構成する
のが、簡単かつ安価に製作する点で好ましい。
In the first and second aspects of the invention, it is preferable that the birefringent diffraction grating is composed of a birefringent hologram because it can be manufactured easily and at low cost.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。図1は、この発明の第
1実施形態を示すものである。この回折格子型偏光板1
は、光学的異方性を持つ結晶基板2の表面に、周期的な
溝(回折格子)3を形成し、この溝3を形成した面上
に、接着剤4を介して光学素子5を接合したものであ
る。ここで、結晶基板2は、例えば、図2に示すよう
に、y軸方向に光学軸を持つルチル(TiO2 )を用
い、溝3は、x軸方向に沿って形成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This diffraction grating type polarizing plate 1
Forms a periodic groove (diffraction grating) 3 on the surface of the crystal substrate 2 having optical anisotropy, and joins the optical element 5 with an adhesive 4 on the surface on which the groove 3 is formed. It was done. Here, as the crystal substrate 2, for example, as shown in FIG. 2, rutile (TiO 2 ) having an optical axis in the y-axis direction is used, and the groove 3 is formed along the x-axis direction.

【0017】図1に示す構成において、結晶基板2は光
学的異方性を有するので、常光(図2において、x軸方
向に振動する偏光成分)と、異常光(図2において、y
軸方向に振動する偏光成分)とで屈折率が異なる。した
がって、周期的な溝3の作用により、発生する回折光の
回折効率も常光と異常光とで異なることになる。ここ
で、溝3の断面形状を矩形波とし、常光の屈折率をn
o、異常光の屈折率をne、接着剤4の屈折率をnc、
溝3の深さをd、波長をλとすると、常光の0次光の効
率EO 0、常光の±1次回折光の効率EO 1、異常光の
0次光の効率Ee 0、異常光の±1次回折光の効率Ee
1は、入射光量を1として、以下の式で表される。な
お、下記の計算式は、「High efficiency of multiple
beam grating」Wai-HonLee、 Applied Optics Vol.18,
No.13/1July 1979 P2153に詳しく説明されている。
In the structure shown in FIG. 1, since the crystal substrate 2 has optical anisotropy, ordinary light (polarization component vibrating in the x-axis direction in FIG. 2) and extraordinary light (y in FIG. 2) are used.
The refractive index is different from that of the polarized component that vibrates in the axial direction. Therefore, due to the action of the periodic grooves 3, the diffraction efficiency of the diffracted light generated is different between the ordinary light and the extraordinary light. Here, the cross-sectional shape of the groove 3 is a rectangular wave, and the refractive index of ordinary light is n.
o, the refractive index of extraordinary light is ne, the refractive index of the adhesive 4 is nc,
When the depth of the groove 3 d, and the wavelength lambda, the efficiency E O 0 of the zero-order light of the ordinary light, ± 1 efficiency E O 1-order diffracted light of ordinary light, the efficiency of 0-order light of the extraordinary light E e 0, abnormal Efficiency of ± 1st-order diffracted light E e
1 is represented by the following formula, where the amount of incident light is 1. In addition, the following calculation formula is "High efficiency of multiple
beam grating "Wai-Hon Lee, Applied Optics Vol.18,
No. 13/1 July 1979 P2153.

【0018】[0018]

【数1】 Eo 0= cos2 φo (1) Eo 1=(2/π)2 sin2 φo (2) Ee 0= cos2 φe (3) Ee 1=(2/π)2 sin2 φe (4) ただし、 φo ={d(no−nc)/λ}π φe ={d(ne−nc)/λ}π[Equation 1] E o 0 = cos 2 φ o (1) E o 1 = (2 / π) 2 sin 2 φ o (2) E e 0 = cos 2 φ e (3) E e 1 = (2 / π) 2 sin 2 φ e (4) where φ o = {d (no-nc) / λ} π φ e = {d (ne-nc) / λ} π

【0019】この実施形態では、入射光6を偏光方向が
直交する常光と異常光とに分離する偏光ビームスプリッ
タとして作用させる。この場合には、上式から、Eo
=1でEe 0=0、またはEo 1=0でEe 0=1とす
ればよいので、常光の位相項φo と、異常光の位相項φ
e との差(φe −φo )を、φe −φo =(l+1/
2)π、(ただし、l=0,1,2,3,・・・)と
し、さらに、φo =mπ/2、(ただし、m=0,1,
2,3,・・・)を満足させる。
In this embodiment, the incident light 6 is made to act as a polarization beam splitter for separating ordinary light and extraordinary light whose polarization directions are orthogonal to each other. In this case, from the above equation, E o 0
= 1, E e 0 = 0, or E o 1 = 0 and E e 0 = 1. Therefore, the ordinary light phase term φ o and the extraordinary light phase term φ
the difference between the e a (φ e -φ o), φ e -φ o = (l + 1 /
2) π, (where l = 0,1,2,3, ...), and φ o = mπ / 2, (where m = 0,1,
2, 3, ...) are satisfied.

【0020】ここで、lおよびmは、任意の値を取るこ
とができるので、多数の組み合わせが考えられるが、例
えば、l=0、m=4の場合には、φo =2π、φe
5/2πで、Eo 0=1,Eo 1=0,Ee 0=0,E
e 1≒0.41となり、これにより入射光6を0次光7
および±1次回折光8a,8bの直交する偏光成分に分
離することができる。
Here, since l and m can take arbitrary values, many combinations are conceivable. For example, when l = 0 and m = 4, φ o = 2π, φ e =
At 5 / 2π, E o 0 = 1, E o 1 = 0, E e 0 = 0, E
e 1 ≈ 0.41, which makes the incident light 6 the 0th order light 7
And the ± first-order diffracted lights 8a and 8b can be separated into orthogonal polarization components.

【0021】この場合、結晶基板2をルチルとすると、
常光および異常光の屈折率no,neが、波長λ=58
9.3nmで、no=2.616、ne=2.903で
あるので、接着剤4の屈折率nc、溝の深さdは、nc
=1.468、d=1.742λとすればよい。このよ
うな接着剤4としては、例えば、屈折率1.477の
「UV−2100」(商品名;ダイキン工業(株)製)
を用いることができる。また、m=5の場合には、nc
=1.755、d=1.742λとなるので、この場合
には、接着剤4として、「BANI−100V」(商品
名;丸善石油(株)製)を用い、そのポリイミドとエポ
キシとの混合比を調整して、屈折率を1.755とすれ
ばよい。
In this case, if the crystal substrate 2 is rutile,
The refractive indices no and ne of ordinary light and extraordinary light are wavelength λ = 58.
At 9.3 nm, since no = 2.616 and ne = 2.903, the refractive index nc of the adhesive 4 and the groove depth d are nc.
= 1.468 and d = 1.742λ. As such an adhesive 4, for example, "UV-2100" having a refractive index of 1.477 (trade name; manufactured by Daikin Industries, Ltd.)
Can be used. When m = 5, nc
= 1.755 and d = 1.742λ, so in this case, as the adhesive 4, “BANI-100V” (trade name; manufactured by Maruzen Petroleum Co., Ltd.) is used, and its polyimide and epoxy are mixed. The refractive index may be adjusted to 1.755 by adjusting the ratio.

【0022】この実施形態によれば、上述した位相条件
を満足するように、接着剤4の屈折率ncおよび周期的
な溝3の深さdを選ぶことにより、入射光を直交する2
つの偏光成分に分離することができるので、従来のよう
に位相補正用の誘電体等を別途に設ける必要がない。し
たがって、回折格子型偏光板を安価にできる。また、回
折格子面には、接着剤4を介して光学素子5を接合した
ので、埃等の付着による性能劣化の問題もない。
According to this embodiment, by selecting the refractive index nc of the adhesive 4 and the depth d of the periodic groove 3 so as to satisfy the above-mentioned phase condition, the incident light is made orthogonal to each other.
Since it can be separated into two polarization components, it is not necessary to separately provide a dielectric for phase correction or the like as in the conventional case. Therefore, the diffraction grating type polarizing plate can be made inexpensive. Further, since the optical element 5 is bonded to the diffraction grating surface via the adhesive 4, there is no problem of performance deterioration due to adhesion of dust or the like.

【0023】この発明の第2実施形態では、図1に示す
構成において、入射光6を、偏光方向が直交する常光お
よび異常光に対して、常光成分の0次光の効率を0、異
常光成分の0次光の効率を0.8として分離する。この
ため、φo =(l+1/2)π、(ただし、l=0,
1,2,3,・・・)、φe −φo =(m+1/2+
0.148×p)π、(ただし、m=0,1,2,3,
‥‥、p=−1、または+1)を満足させる。
In the second embodiment of the present invention, in the structure shown in FIG. 1, the incident light 6 has an efficiency of 0th-order light of the ordinary light component of 0 and that of the ordinary light and the extraordinary light whose polarization directions are orthogonal to each other. Separation is performed by setting the efficiency of the 0th order light of the component to be 0.8. Therefore, φ o = (l + 1/2) π, (where l = 0,
1, 2, 3, ...), φ e −φ o = (m + 1/2 +
0.148 × p) π, (where m = 0, 1, 2, 3,
.., p = −1, or +1) is satisfied.

【0024】ここで、上記のl,m,pは、任意の値を
取ることができるので、多数の組み合わせが考えられる
が、例えば、l=0,m=0,p=−1とすると、接着
剤4の屈折率ncおよび溝3の深さdは、nc=1.3
92、d=1.226λとなる。このような接着剤4と
しては、例えば、屈折率が1.404の「TFC770
0」(商品名;東芝シリコーン(株)製)を用いること
ができる。
Here, since the above l, m and p can take arbitrary values, many combinations are conceivable. For example, if l = 0, m = 0 and p = -1, The refractive index nc of the adhesive 4 and the depth d of the groove 3 are nc = 1.3.
92, d = 1.226λ. An example of such an adhesive 4 is "TFC770" having a refractive index of 1.404.
0 "(trade name; manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) can be used.

【0025】この実施形態によれば、第1実施形態と同
様の効果が得られると共に、直交する2つの偏光成分と
もに、±1次回折光の効率を持っているので、往路に0
次光を、復路に±1次回折光を用いるような光学系にも
用いることができる。
According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and since the two orthogonal polarization components have the efficiency of the ± 1st-order diffracted light, the forward path is 0.
The secondary light can also be used in an optical system that uses ± first-order diffracted light in the return path.

【0026】図3は、この発明の第3実施形態を示すも
のである。この回折格子型偏光板9は、図1に示す構成
において、結晶基板2の溝3を形成した面上に、溝部を
充填するように、上述した接着剤4の屈折率ncと等し
い屈折率を有する光学素子10を、例えば、2P法等に
より形成したものである。したがって、この偏光板9に
おいても、上述した実施形態と同様の効果を得ることが
できる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. In the structure shown in FIG. 1, the diffraction grating type polarizing plate 9 has a refractive index equal to the refractive index nc of the adhesive 4 described above so as to fill the groove portion on the surface of the crystal substrate 2 on which the groove 3 is formed. The optical element 10 included therein is formed by, for example, the 2P method. Therefore, also in this polarizing plate 9, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

【0027】なお、上述した実施形態では、結晶基板2
に形成する周期的な溝3による回折方向をy軸方向とし
ているが、この回折方向は任意の方向に取ることができ
る。また、溝3の形状も、直線に限らず、例えば、図4
に示すように、曲線群とすることもでき、これにより回
折光にレンズ効果を持たせることもできる。さらに、溝
3を形成した結晶基板2、すなわち複屈折回折格子は、
複屈折ホログラムをもって構成することもでき、これに
より、回折格子型偏光板を、より安価に、しかも簡単に
得ることができる。
In the above embodiment, the crystal substrate 2 is used.
The diffraction direction by the periodic grooves 3 formed in the above is the y-axis direction, but this diffraction direction can be any direction. Further, the shape of the groove 3 is not limited to a straight line, and for example, the shape shown in FIG.
As shown in FIG. 5, it is also possible to form a group of curves, which allows the diffracted light to have a lens effect. Furthermore, the crystal substrate 2 in which the groove 3 is formed, that is, the birefringent diffraction grating,
A birefringent hologram can also be used, which makes it possible to obtain a diffraction grating type polarizing plate more inexpensively and easily.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、第1の発明によれば、複
屈折回折格子の格子面上に、接着剤を介して光学素子を
接合して設けるようにしたので、従来のようなエッチン
グ処理や誘電体作製のプロセスを行うことなく、接着剤
の屈折率によって回折効率を制御することができる。し
たがって、安価で埃に強く、しかも設計の自由度が広い
回折格子型偏光板を得ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the optical element is bonded to the grating surface of the birefringent diffraction grating with the adhesive, so that the conventional etching is performed. The diffractive efficiency can be controlled by the refractive index of the adhesive without performing a process or a process of producing a dielectric. Therefore, it is possible to obtain a diffraction grating type polarizing plate that is inexpensive, resistant to dust, and has a wide degree of freedom in design.

【0029】また、第2の発明によれば、複屈折回折格
子の格子面上に、溝部を充填するように光学素子を設け
るようにしたので、光学素子の屈折率によって回折効率
を制御することができる。したがって、第1の発明と同
様に、安価で埃に強く、しかも設計の自由度が広い回折
格子型偏光板を得ることができる。
Further, according to the second invention, since the optical element is provided on the grating surface of the birefringent diffraction grating so as to fill the groove, the diffraction efficiency is controlled by the refractive index of the optical element. You can Therefore, similarly to the first invention, it is possible to obtain a diffraction grating type polarizing plate which is inexpensive, resistant to dust, and has a wide degree of freedom in design.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1実施形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の部分詳細図である。FIG. 2 is a partial detailed view of FIG.

【図3】この発明の第3実施形態を説明するための図で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

【図4】この発明の変形例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a modified example of the present invention.

【図5】従来の回折格子型偏光板の一例の構成を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an example of a conventional diffraction grating type polarizing plate.

【図6】同じく、他の例の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram similarly showing a configuration of another example.

【図7】同じく、更に他の例の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of still another example.

【図8】同じく、更に他の例の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of still another example.

【図9】同じく、更に他の例の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram similarly showing the configuration of still another example.

【図10】同じく、更に他の例の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram similarly showing the configuration of still another example.

【図11】同じく、更に他の例の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram similarly showing a configuration of still another example.

【図12】同じく、更に他の例の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram similarly showing the configuration of still another example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回折格子型偏光板 2 結晶基板 3 溝 4 接着剤 5 光学素子 6 入射光 7 0次光 8a +1次回折光 8b −1次回折光 9 回折格子型偏光板 10 光学素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diffraction grating type polarizing plate 2 Crystal substrate 3 Groove 4 Adhesive 5 Optical element 6 Incident light 7 0th order light 8a + 1st order diffracted light 8b -1st order diffracted light 9 Diffraction grating type polarizing plate 10 Optical element

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学的異方性を持つ結晶基板上に周期的
に溝を形成してなる複屈折回折格子と、その回折格子面
に接着剤を介して接合した光学素子とを有することを特
徴とする回折格子型偏光板。
1. A birefringent diffraction grating in which grooves are periodically formed on a crystal substrate having optical anisotropy, and an optical element bonded to the diffraction grating surface with an adhesive. Characteristic diffraction grating type polarizing plate.
【請求項2】 光学的異方性を持つ結晶基板上に周期的
に溝を形成してなる複屈折回折格子と、その溝部を充填
するように回折格子面に設けた光学素子とを有すること
を特徴とする回折格子型偏光板。
2. A birefringent diffraction grating having grooves formed periodically on a crystal substrate having optical anisotropy, and an optical element provided on the diffraction grating surface so as to fill the grooves. A diffraction grating type polarizing plate characterized by.
【請求項3】 前記複屈折回折格子を、複屈折ホログラ
ムをもって構成したことを特徴とする請求項1または2
記載の回折格子型偏光板。
3. The birefringence diffraction grating is constituted by a birefringence hologram.
The diffraction grating type polarizing plate described.
JP28349495A 1995-10-31 1995-10-31 Diffraction grating type polarizing plate Pending JPH09127333A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022249582A1 (en) * 2021-05-26 2022-12-01 ソニーグループ株式会社 Optical resonator and laser device

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